Но через некоторое время на баках, вдоль границы сварных швов, стали появляться трещины, в некоторых случаях они имели длину до 2 метров. Исследователи и контролёры прекрасно знали о трещинах, но работа по-прежнему шла полным ходом, однако никто не отваживался сообщить о трещинах Челомею, который занимал положение несколько ниже господа бога, но намного выше любого министра. Я с самого начала относился к сплаву АЦМ отрицательно. Мы провели в ВИАМ много исследований и установили задолго до "Протона", что эти сплавы склонны к так называемой коррозии под напряжением. При термической обработке металла и сварке в баках возникают большие остаточные напряжения, а влажность воздуха в обычном цехе оказывала достаточное коррозионное воздействие на этот сверхчувствительный сплав, чтобы вызвать появление трещин. В общем, позиция ВИАМ по отношению к этому сплаву была явно негативной, но официально эту точку зрения ВИАМ не выдавал. Ведь решение о сплаве принял сам Челомей, и благословил его Хрущёв….
Я всё же поехал к министру авиационной промышленности П.В. Дементьеву. "Пётр Васильевич, - говорю я ему, входя в кабинет, - я насчёт ракеты Челомея". Дементьев сразу остановил меня: "Пройдёмте в другую комнату". Я понял, что он хочет избежать прослушивания. В небольшой комнате, куда мы прошли, я продолжил: "Ракеты трещат от коррозии под напряжением, надо снимать сплав АЦМ, позвоните, пожалуйста, Челомею". Дементьев меня подробно расспросил о сложившейся ситуации с баками, но потом говорит: "Лучше вы сами поезжайте к Челомею, доложите ему обо всём, а потом приезжайте ко мне и расскажите о результатах"…
Челомей меня сразу принял, и я ему говорю: "Владимир Николаевич, что же происходит? Мы гоним работу изо всех сил, но ведь баки трещат!" "Как трещат?" - удивился он, и мы пошли в цех смотреть на эти самые трещины. "Да, - говорит Челомей, - трещины. Меня подвели металлурги". Я вернулся, и Дементьев меня отвёл в ту же маленькую комнату. Я сообщил ему о моей встрече с Челомеем. Он меня внимательно выслушал и заключил: "Артист!"
На следующей неделе у Челомея было проведено совещание. От ВИАМ выступал я, от ЦНИИМВ - доктор Г.Г. Конради, автор сплава. Я привёл статистику по потрескавшимся бакам, расположению в них трещин, времени их появления и результатам испытаний сварных образцов сплава АЦМ при коррозионных испытаниях в ВИАМ. Моё сообщение убедило Челомея и всех присутствующих на совещании, но, конечно, самым веским аргументом были потрескавшиеся баки. Тут же было принято решение отказаться от сплава АЦМ и перейти на надёжный, но менее прочный сплав АМг6 (алюминий - магний), а наиболее нагруженную часть бака - днище - мы предложили изготавливать из листов, подвергнутых специальной холодной деформации, что повышало прочность до уровня сплава АЦМ. Эта обработка в промышленном масштабе применялась впервые, но мы считали, что это вполне допустимый риск. Новая обработка себя полностью оправдала. Таким образом, казалось, что дальше с ракетой "Протон" не будет особых осложнений. Однако всё было не так просто.
В повестке дня заседания Президиума ЦК КПСС на июль 1964 года появляется вопрос: о причинах срыва выпуска ракеты "Протон". На этот вопрос отводится семь минут. Докладчики А.Т. Туманов (начальник ВИАМ, в дальнейшем член-корреспондент АН СССР), И.Н. Фридляндер, А.Ф. Белов - директор ВИЛСа (Всесоюзный институт лёгких сплавов), ответственный за выпуск листов из алюминиевых сплавов, будущий академик АН СССР…
…Ракета "Протон" из сплава АМг6 успешно прошла все испытания и продолжает успешно трудиться по сегодняшний день, выводя на орбиты коммерческие спутники и участвуя в строительстве Международной космической станции.
Однако за прошедшие годы открыты и разработаны сверхлёгкие алюминиево-литиевые сплавы, которые дают огромное снижение веса конструкции, и пора строить и "Протон", и его модификацию "Ангара" из новых алюминиево-литиевых сплавов" [145].
"Огромный труд на заводе им. М.В. Хруничева при замене сплава АЦМ на АМг6 провели главный конструктор завода Б.Г. Бритиков и его главный сварщик В.А. Озерецковский", - подчёркивает Генеральный директор ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, Герой Социалистического Труда А.И. Киселёв.
Лётные испытания ракеты УР-500К успешно начались 10 марта 1967 года запуском макетного образца корабля 7К-Л1 ("Космос-146").
До 29 сентября 1977 года был осуществлён 61 пуск ракеты УР-500К с различными типами космических аппаратов, стартовали на орбиты 11 кораблей 7К-Л1 "Зонд", разработанных под руководством С.П. Королёва. Посредством этой ракеты был запущен тяжёлый исследовательский спутник "Протон-4", автоматические лунные станции "Луна-15", "Луна-16" и "Луна-24", автоматические межпланетные станции "Марс-4" - "Марс-7", "Венера-9" и "Венера-10", долговременные орбитальные станции "Салют-1", "Салют-4", "Салют-6", орбитальные пилотируемые станции "Алмаз" ("Салют-2", "Салют-3", "Салют-5"), базовые модули орбитальных станций "Мир" и МКС, геостационарные космические аппараты "Радуга" и "Экран", были осуществлены несколько запусков транспортного корабля снабжения (ТКС) и возвращаемого аппарата комплекса "Алмаз" (один из них трижды успешно, по записанным данным, возвратился на землю из космоса), был проведён ряд запусков тяжёлых космических аппаратов военного назначения. Программа лётных испытаний ракеты-носителя УР-500К была завершена 29 сентября 1977 года, запуском орбитальной станции "Салют-6", пробывшей на орбите 1764 дня, совершившей 27 785 витков вокруг Земли, принявшей пять основных экспедиций и десять экспедиций посещения - более 35 космонавтов из десяти стран мира.
Лётные испытания подтвердили заявленные тактико-технические характеристики, значительно превышающие таковые всех существовавших в то время ракет в СССР и за рубежом. 27 июня 1978 года ракетно-космический комплекс с ракетой-носителем УР-500К был принят его заказчиком - Министерством обороны.
Все ракеты УР-500, УР-500К и УР-500М были изготовлены на заводе им. М.В. Хруничева.
Ракета-носитель УР-500К способна выводить полезный груз массой 21,5 тонны на орбиту высотой 200 километров или 3,2 тонны на геостационарную орбиту. Ступени ракеты соединяются последовательно, по схеме "тандем". Отделение первой ступени происходит по "горячей" схеме, то есть двигатели второй ступени запускаются раньше начала выключения маршевых ЖРД первой ступени. Как только тяга двигателей второй ступени превысит остаточную тягу ЖРД первой ступени происходит подрыв пироболтов, соединяющих фермы ступе ней, ступени расходятся, а продукты сгорания из камер ЖРД второй ступени, воздействуя на тепловой экран, тормозят и отталкивают первую ступень. Отделение второй ступени про исходит по "полугорячей" схеме.
Первая ступень состоит из центрального блока и шести боковых блоков, расположенных симметрично вокруг центрального. Двигательная установка первой ступени состоит из шести автономных маршевых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) РД-253 конструкции В.П. Птушко. Двигатели имею турбонасосную систему подачи топлива с дожиганием генераторного газа. Запуск двигателей осуществляется путём прорыва пиромембран на входе в двигатель.
В конструкции двигателя первой ступени УР-500 Глушко реализовывал свои взгляды на ЖРД начала шестидесятых годов: мощный однокамерный двигатель тягой не мене 100 тонна-сил, работающий с дожиганием генераторного газ; что позволяло поднять давление в камере сгорания до 150 атмосфер и обеспечить на компонентах (азотный тетраксид несимметричный диметилгидразин) удельный импульс тяги Земли не менее 285 кг∙с/кг. Эти предложения были принят ОКБ Челомея, и в 1961 году началась разработка двигателя РД-253.
Вторая ступень имеет цилиндрическую форму и состоит и переходного, топливного и хвостового отсеков. Двигательная установка второй ступени включает в себя четыре автономных маршевых ЖРД конструкции С.А. Косберга: три РД-0210 и один РД-0211. Двигатель РД-0211 является доработкой двигателя РД-0210 для обеспечения наддува топливного бака. Каждый из двигателей может отклоняться на угол до 3 градусов 15 минут в тангенциальных направлениях. Двигатели второй ступени также имеют турбонасосную систему подачи топлива и выполнены по схеме с дожиганием генераторного газа. Общая тяга двигательной установки второй ступени составляет 2352 килоньютона в пустоте.
Нельзя не сказать о товарищеских отношениях Владимира Николаевича Челомея и Семёна Ариевича Косберга. Именно С.А. Косбергу, Главному конструктору ОКБ-154 с 1941 года, советская промышленность обязана важнейшей находкой - созданием технологичного агрегата непосредственного впрыска НВ-3У, устанавливавшегося на авиационный двигатель АШ–82ФН (отсюда и буква "н" в наименовании двигателя), при малом собственном весе и простоте изготовления обеспечивавшего до восьми процентов прироста мощности при снижении стоимости двигателя. Этот двигатель с агрегатом впрыска устанавливался на лучшие советские самолёты времён войны: Ла-5ФН, Ла-7 и Ту-2 и на некоторые машины после её окончания. Всего было выпущено свыше 30 тысяч агрегатов НВ.
В 1946 году ОКБ-154 было перебазировано в Воронеж. Там велись работы над топливными форсунками, регуляторами подачи топлива системы управления и регулирования реактивных двигателей, и под руководством С.А. Косберга был разработан ряд пусковых стартёров на твёрдом, а затем и на жидком (унитарном) топливе для мощных авиационных турбореактивных двигателей. В 1957–1960 годах его ОКБ совместно с ОКБ-2 А.М. Исаева был создан ЖРД РД-0200 для зенитной ракеты конструкции С.А. Лавочкина. В 1959–1960 годах - разработан ЖРД РД-0201 для зенитной ракеты П.Д. Грушина. 10 февраля 1958 года состоялась судьбоносная встреча С.А. Косберга с С.П. Королёвым. ОКБ Косберга было привлечено к созданию ЖРД для ракет Сергея Королёва. Уже в январе 1959 года двигатель РД0105, используемый в составе третьей ступени ракеты "Восток-1", позволил межпланетной станции "Луна-1" впервые в истории достичь 2-й космической скорости, причём этот двигатель стал первым, который запускался в космическом пространстве. Те же двигатели использовались при запуске станций "Луна-2" и "Луна-3". За вклад в эти полёты он был удостоен Ленинской премии, "по совокупности работ" ему была присвоена степень доктора технических наук.
Новой самостоятельной разработкой ОКБ-154, руководимого С.А. Косбергом, стал кислородно-керосиновый двигатель РД-0109 для третьей ступени более совершенной ракеты "Восток". Посредством этой ракеты был осуществлён запуск в космическое пространство первого космонавта Земли Ю.А. Гагарина. С.А. Косберг был удостоен звания Героя Социалистического Труда (17 июня 1961 года). ЖРД, разработанными под его руководством, стали РД-0202 и РД-0205 для первой и второй ступеней боевой ракеты УР-200. Вскоре на их основе были разработаны двигатели РД-0210 и РД-0211 для второй ступени и РД-0212 для третьей ступени РН "Протон-К".
С.А. Косберг преждевременно ушёл из жизни 3 января 1965 года, через сутки после страшной автомобильной катастрофы на обледеневшем шоссе.
Но вернёмся к третьей ступени УР-500К. Третья ступень ракеты состоит из приборного, топливного и хвостового отсеков. Двигательная установка третьей ступени РД-0212 - ЖРД конструкции С.А. Косберга. Разделение второй ступени происходит за счёт тяги рулевого ЖРД третьей ступени, запускаемого до выключения маршевых ЖРД второй ступени, и торможения отделяемой части второй ступени имеющимися на ней шестью твердотопливными двигателями. Отделение полезного груза осуществляется после выключения рулевого двигателя РД-0214. При этом третья ступень тормозится четырьмя твердотопливными двигателями.
Для выведения полезной нагрузки на высокие, геостационарные и отлётные орбиты используется дополнительная ступень, называемая разгонным блоком. Разгонные блоки позволяют проводить многократные включения своих двигательных установок. Первые разгонные блоки, применяемые на РН "Протон-К", были созданы на базе ракетного блока "Д" пятой ступени носителя Н-1. Разработка этого блока велась в ОКБ-1 (РКК "Энергия" им. С.П. Королёва). В составе РН "Протон" использовались также модифицированные разгонные блоки моделей ДМ-2 и ДМ-2М производства РКК "Энергия".
Ранее, в IV квартале 1971 года, были выпущены технические предложения по разгонному блоку (ЯРБ) с атомным двигателем схемы "А" с тягой около 3,6 тонны-силы. Работы над названным разгонным блоком были прекращены прежде всего из-за сложности обеспечения радиационной безопасности, а также ввиду договора с США, запрещавшего использование на космических объектах ядерных реакторов.
"Протон-К" с разгонным блоком "Д" регулярно использовался для запуска различных научных, военных и гражданских космических аппаратов. Трёхступенчатый "Протон-К" использовался для выведения полезной нагрузки на низкие орбиты, четырёхступенчатый - для выведения космических аппаратов на высокоэнергетические орбиты. В зависимости от модификации ракета была способна вывести до 21 тонны полезной нагрузки на орбиту высотой 200 километров и до 2,6 тонны на геостационарную орбиту (ГСО). В настоящее время производство "Протона-К" прекращено. Последняя РН этой серии была выпущена в конце 2000-х годов и хранилась в арсенале. Её пуск был произведён 30 марта 2012 года для вывода на орбиту последнего спутника серии УС-КМО с помощью последнего РБ версии ДМ-2.
Выпуск, эксплуатацию и совершенствование ракет УР-500К с самого начала осуществляло КБ "Салют" ГКНПЦ им. М.В. Хруничева.
С 2001 года в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева выпускается более современная модификация ракеты - 8К82КМ "Протон-М". Новый вариант РН "Протон" отличается повышенной экологичностью, цифровой системой управления и новым разгонным блоком 14С43 "Бриз-М", что позволило заметно увеличить полезную нагрузку при выведении на геопереходную и геостационарную орбиты. Модифицированная версия позволяет устанавливать обтекатели больших размеров по сравнению с "Протон-К".
ГКНПЦ им. М.В. Хруничева разработал новый разгонный блок "Бриз-М". Создание блока "Бриз-М" - только один из этапов модернизации ракеты-носителя "Протон-К". В результате осуществления целого комплекса мероприятий в рамках этой модернизации ракета приобрела новый технический облик и более широкие возможности, получая при этом новое название - "Протон-М". 7 апреля 2001 года состоялся первый пуск модернизированной ракеты "Протон-М" с цифровой системой управления и новым разгонным блоком "Бриз-М". А 11 февраля 2009 года была выведена на геостационарную орбиту рекордная для ракет-носителей СССР/России полезная нагрузка весом около 3700 килограммов (спутники "Экспресс AM-44" и "Экспресс МД-1").
В РН "Протон-М", в сравнении с "Протон-К", также был реализован ряд улучшений: на первой ступени применены форсированные до 112 процентов по тяге, более лёгкие двигатели РД-276 вместо РД-253, что позволило увеличить стартовую массу ракеты до 700 тонн за счёт дозаправки топлива в двигатели первой ступени.
Кроме того, в конструкции "сухих" отсеков на верхних ступенях применены композиционные материалы, а электропитание системы управления обеспечивается от литиево-ионных батарей массой в 2,3 раза меньшей, чем у используемых ранее кадмиево-никелевых аккумуляторов. Топливный отсек на третьей ступени изготовлен из алюминиевого сплава 1201, имеющего более высокие прочностные характеристики, чем у АМг6.
УР-500 "Протон", "Протон-К" и "Протон-М" на 1 января 2014 года совершили 393 старта, из них 346 успешных.
В мемуарах Н.С. Хрущёва "Воспоминания" есть запись:
"Сегодня 7 июля 1971 г., понедельник. Продолжаю воспоминания о ракетном оружии. Его создание приобрело бурный характер. Королёв, Янгель, Челомей… Все они работали над ракетами дальнего действия, большой грузоподъёмности и крупных зарядов. Создавалось несколько марок таких ракет. Другие талантливые конструкторы разрабатывали реактивное оружие против танков, зенитные ракеты и ракеты ближнего действия. Челомей же буквально засыпал нас новыми предложениями: глобальные ракеты, межконтинентальные ракеты, ракеты классов "корабль - земля" и "земля - корабль". Он сумел сделать мобильную межконтинентальную ракету. Её мы приняли на вооружение взамен некоторых янгельских… Его (Челомея) предложения действительно оказались универсальными и к тому же наиболее выгодными и экономически, и в смысле мобилизационной боеготовности. Потом он же предложил тяжёлую ракету, которая поднимала в космос груза больше, чем ракета Королёва… Развивалась творческая конкуренция" [147].
Непонятно, правда, что такое "мобильная межконтинентальная ракета", то есть что имеет в виду Никита Сергеевич? Ведь первые передвижные (мобильные) боевые железнодорожные ракетные комплексы (БЖРК) с межконтинентальными ракетами РТ-23 появились лишь в конце 1980-х годов, а автомобильные "Тополя" ещё позднее, ни одна из этих систем не связана с именем Челомея. Возможно, под словом "мобильная" он имел в виду - универсальная, то есть с различными способами базирования - морским, воздушным, шахтовым… А может, ампулизированную и заправленную.
Одним из последних по времени проектом ракеты-носителя, разрабатываемых под руководством В.Н. Челомея, по всей видимости, был проект УР-530 - универсальной всеазимутальной сверхтяжёлой ракеты со стартовым весом порядка 1200 тонн для выведения на низкую околоземную орбиту тяжёлых спутников весом до 36 тонн. В качестве первой ступени на эту ракету вместо аналогов УР-100 должны были ставиться аналоги гораздо более мощной ракеты УР-100Н.
По согласованному с военными замыслу этот носитель должен был решать задачи, аналогичные решаемым американской программой "Спейс-Шаттл". Также эту ракету Владимир Николаевич предполагал использовать в качестве ракеты-носителя для своих любимых ракетопланов.
"Так получилась ракета с шифром УР-530. На неё у нас на Филях был разработан эскизный проект, который составил около 30-ти томов. Один том был посвящен экологии", - писал начальник отдела Филиала № 1 ЦКБМ Е.С. Кулага [64].
При разработке этой ракеты конструкторы предусмотрели систему дожигания токсичных компонентов топлива, полностью исключавшую загрязнение окружающей среды вредными элементами, что для своего времени было новым прогрессивным шагом в ракетостроении.